JPS5938465B2 - 変速比切換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は変速比切換装置に係り、モータ等の駆動源に接
続された人力軸の正方向の回転時のみ出力軸に第１の回
転を直接伝達する第１の回転伝達手段と、その逆方向の
回転時のみ出力軸に第２の回転を直接伝達し正方向の回
転時に摺動回転して出力軸に回転を伝達しない第２の回
転伝達手段とより構成することにより、変速比を切換え
る際円滑に動作し得、切換え時間を短縮し得る変速切換
装置を提供することを目的とする。

従来の変速比切換装置は、第１図に示す如く、歯数比の
異なる歯車１及び２の軸を連結している連結棒３を支点
４を中心に回動させ、歯車１，２を夫々モータと連動す
る歯車５に切換え噛合させることにより歯車５の時計方
向及び反時計方向の回転を夫々歯車１及び歯車２に伝達
−歯車１及び２より回転方向及び変速比の異なる回転を
とり出す構成とされていた。

また、これとは逆にモータと連動する歯車１，２を夫々
歯車５に切換え噛合させることにより歯車１．２の時計
方向及び反時計方向の回転を歯車５に伝達し、歯車５よ
り回転方向及び変速比の異なる回転をとり出す構成とさ
れていた。

然るに、この従来の変速比切換装置は、連結棒３を回動
させ歯車１と歯車２とを切換える際に要する時間が大で
あり、この切換えを瞬時的に行なうとモータに大きな負
荷がかかる等の欠点があった。

また、歯車５に歯車１あるいは歯車２７ｉ−噛合される
際、互いの歯車の歯ど８しが衝合し、円滑に切換え動作
を行ない得ない等の欠点があった。

本発明は上記の如き欠点を除去したもので、その要旨は
駆動源の正方向及び逆方向の回転を供給する人力軸と、
人力軸の回転に応じて正方向及び逆方向の回転出力をと
り出す出力軸と、人力軸の回転数を変える変速機構と一
つの一方向クラッチよりなり前記人力軸の正方向の回転
時にのみ第１の変速比をもって前記出力軸に第１の回転
を直接伝達する第１の回転伝達手段と、人力軸の回転数
を変えろ変速機構と・一つの摩擦クラッチとよりなり前
記入力軸の逆方向の回転時に第２の変速比をもって前記
出力軸に前記第１の回転と反対方向の第２の回転を直接
伝達し、かつ正方向の回転時に出力軸との間に２いて摺
動回転して第１の伝達回転手段よりの回転を出力軸へ直
接伝達しない第２の回転伝達手段を備えろことを特徴と
するものである。

以下、本発明の一実施例を第２図Ａ、Ｂについて説明す
る。

第２図Ａ、Ｂは夫々本発明になる変速比切換装置の１実
施例の平面図及び同図ＡのＢ−Ｂ線よりみた正面図を示
す。

各図中、６は歯車で、その回転軸７はモータ８の回転軸
に固定されており、モータ８により回転される。

９は歯車で、例えば歯車６の歯数と同一の歯数を有して
おり、歯車６に噛合している。

１０はコイルスプリングで、その一端１０ａは歯車９の
所定位置に圧入係止されており、同図Ａより明らかな如
く、歯車９に当接されているパイプ１１に反時計方向に
巻回されており、その他端１０ｂは自由端とされている
。

なお、コイルスプリング１０のパイプ１１への非巻回時
の内径はパイプ１１の径よりも小に設定されている１こ
め、コイルスプリング１０はパイプ１１に圧接している
。

１２は歯車で、歯車９の歯数と同一の歯数を有しており
、その回転軸１３は歯車９を挿通してフレーム１４に軸
承されて８す、回転軸１３には上記パイプ１１が固定さ
れている。

１５はスペーサで、歯車９と歯車１２との間に別体に介
装されており、軸１３に遊嵌している。

１６は歯車で、例えば歯車１２の歯数０２倍の歯数を有
しており、歯車１２に噛合しており、その回転軸１７は
フレーム１４に軸承されている。

１８は歯車で、例えば歯車６の歯数の１／２の歯数を有
してεす、歯車１６に噛合しており、その回転軸１９は
フレーム１４に軸承さｎている。

２０は受板で、回転軸１９に固定されてεす、回転軸１
９と一体的に回転する。

２１はカラーで、回転軸１９、歯車１８及び受板２０ｃ
こ固定されており、それらと一体的に回転する。

２２は歯車で、例えば歯車６の歯数の１．５倍の歯数を
有してεす、歯車６に噛合してεす、カラー、２１にこ
れと別体的に回動自在に遊嵌している。

２３は皿バネで、カラー２１に遊嵌してεす、歯車２２
と歯車１８との間に別体的に介装されている。

なお、皿バネ２３はその付勢力によって歯車１８に圧接
している。

なお、コイルスプリング１０とパイプ１１との間のスリ
ップトルクτ１、歯車２２、皿バネ２３及び歯車１８間
のスリップトルクτ２、コイルスプリング１０とパイプ
１１との間の締付はトルクτ３ の関係を、τ１（τ２
（τ３に設定する。

次に上記構成装置の動作について説明する。

’ 第２図Ａ、Ｂｌｃｇいて、モータ８が反時計方
向に所定速度にて回転すると、回転軸７と一体的に歯車
６が矢印ａ１ 方向に回転し、歯車９は矢印ａ２方向に
回転する。

ここで、コイルスプリング１０はパイプ１１に反時計方
向（矢印ａ２方向と逆方、向）に巻回されているため、
歯車９の矢印ａ２方向の回転に伴って締付けられる。

このため、パイプ１１は歯車９及びコイルスプリング１
０と一体的に矢印ａ２方向に回転し、パイプ１１に固定
されている歯車１２も同様に矢印ａ２方向に回転す；
ろ。

従って、歯車１６は矢印ａ３方向にモータ８の回転速度
の１／２ の速度にて回転し、その回転軸１７は同様に
矢印ａ３方向に回転して外部にモータ８の速度が１／２
に減速された反時計方向回転が取り出される。

また、歯車１６の回転は歯車１８に伝達され、歯車１８
は矢印ａ５方向に回転する。

一方、歯車６０回転は歯車２２に伝達され、歯車２２は
矢印ａ４方向に回転する。

この際、歯車１８の回転トルクは歯車２２０回転トルク
に比し・ て大きいため、皿バネ２３は歯車１８との間
においてスリップしながら矢印ａ４ （ａ５ ）方向に
摺動回転する。

このため、歯車２２及び歯車１８は一体的に回転せず、
これらは歯車６及び歯車１６の回転トルクに応じて夫々
別個に回転する。

次に、モータ８が時計方向に上記の場合と同一の所定速
度にて回転すると、歯車６は矢印ｂ１ 方向に回転し、
歯車９は矢印ｂ２方向に回転する。

ここで、コイルスプリング１０は、上記の場合とは逆に
歯車９の回転に伴ってゆるめられる。

乙の・ ため、歯車９が回転してもコイルスプリング１
０とパイプ１１との間にεいてスリップが起こるので、
パイプ１１及び歯車１２は歯車９の回転トルクによって
回転しない。

従って、歯車１６には歯車１２より回転が伝達されない
。

一方、歯車６の回転は歯車２２に伝達され、歯車２２は
矢印ｂ４方向に歯車６の回転数の２／３の速度にて回転
する。

この際、歯車１８には歯車１６の回転トルクが伝達され
ていないので、皿バネ２３はスリップせず、皿バネ２３
は歯車２２と一体的に矢印ｂ４方向に回転する。

このため、歯車１８は歯車２２及び皿バネ２３と一体的
に矢印ｂ５方向に回転する。

従って、歯車１６は歯車１８の回転トルクに応じて矢印
ｂ３ に回転し、回転軸１７よりモータ８の回転速度の
１／／６の速度に減速された時計方向回転が取り出され
る。

歯車１２は歯車１６０回転によって回転するが、この際
コイルスプリング１０とパイプ１１との間においてスリ
ップが生じる。

なお、歯車２２，１８及び歯車９，１２共に皿バネを用
いない理由は、歯車９，１２にτ２（τ３なる関係を満
足する皿バネを用いた場合、モータ８の反時計方向の回
転時には回転軸１７に正常に出力をとり出し得るが、モ
ータ８の時計方向の回転時には歯車９，１２の皿バネは
スリップせず、皿バネ２３が再びスリップするので回転
軸１７には回転方向に関係なく常に一定の回転数しかと
り出し得ないからである。

また、歯車２２．１８及び歯車９，１２共にコイルスプ
リングを用いない理由は、歯車２２．１８に時計方向に
圧接巻回されたコイルスフリングを用いた場合、モータ
８の時計方向の回転時には正常に回転し得るが、モータ
８の反時計方向の回転時には歯車１８の回転数即ち回転
軸１９の回転数はモータ８の回転数の２倍の速度で回転
し、歯車２２の回転数はモータ８の回転数のめの速度で
回転するので、回転軸１９０回転トルクによって回転軸
１９に巻回されるべきコイルスプリングを締付ける力は
歯車２２によってコイルスプリングをゆるめる力に比し
て犬であるため、歯車２２が矢印ａ４方向（コイルスプ
リングをゆるめる方向）に回転しているにも拘らず回転
軸１９によってコイルスプリングを締付けてしまい、こ
の結果、歯車２２の回転トルクと歯車１８の回転トルク
とが異なって歯車機構を破壊してしまうからである。

また、歯車９．１２、コイルスプリング１０、回転軸１
３等の機構は、一方向のみに回転トルクを伝達する一方
向クラッチ機構であれば上記実施例に限定されることは
なく、例えばラチェットの如き機構を用いてもよい。

同様に、歯車２２゜１８、皿バネ２３、回転軸１９等の
機構は、両方向に回転トルクを伝達する摩擦クラッチ機
構であれば上記実施例に限定されることはなく、例えば
流体クラッチあるいは電磁クラッチの如き機構を用いて
もよい。

更に、上記実施例に８いては、回転軸１７より駆動出力
をとり出すようにしているが、回転軸１９より、駆動出
力をとり出すようにしてもよい。

また、更に上記実施例に８いては、減速比を切換えるよ
うにしているが、回転軸１７あるいは１９に駆動人力を
供給し回転軸７より駆動出力をとり出すようにしてもよ
く、この場合は増速比切換装置として用い得る。

上述の如く、本発明になる変速比切換装置によれば、各
手段は常時入力軸と連動して動作するので正方向回転時
より逆方向回転時へ切換える際あるいはそれと反対に切
換える際の時間を従来例装置に比して短縮し得、従来例
の如く切換え時に歯車の歯どおしが衝合することはない
ので円滑に切換え動作を行ない得、従って、切換え動作
を瞬時的に行なっても従来例に比してモータへの負荷全
軽減し得る等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の変速比切換装置の１例の概略正面図、第
２図Ａ、Ｂは夫々本発明になる変速比切換装置の１実施
例の平面図及び同図ＡのＢ−Ｂ線よりみた正面図である
。 ６．９，１２，１６，１８．２２・・・・・・歯車、７
゜１３．１７，１９・・・・・一回転軸、８・・・・・
・モータ、１０・・・・・・コイルスプリング、１１・
・・・・・パイプ、２３・・・・・・皿バネ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 駆動源の正方向及び逆方向の回転を供給する人力軸
   と、入力軸の回転に応じて正方向及び逆方向の回転出力
   をとり出す出力軸と、人力軸の回転数を変える変速機構
   と一つの一方向クラッチよりなり前記人力軸の正方向の
   回転時にのみ第１の変速比をもって前記出力軸に第１の
   回転を直接伝達する第１の回転伝達手段と、人力軸の回
   転数を変える変速機構と一つの摩擦クラッチとよりなり
   前記入力軸の逆方向の回転時に第２の変速比をもって前
   記出力軸に前記第１の回転と反対方向の第２の回転を直
   接伝達し、かつ正方向の回転時に出力軸との間に８いて
   摺動回転して第１の伝達回転手段よりの回転を出力軸へ
   直接伝達しない第２の回転伝達手段を備えることを特徴
   とする変速比切替装置。